JP2014187866A - Squirrel cage rotor, individual members thereof and method for manufacturing squirrel cage rotor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、それぞれ請求項1,12及び13の前提技術に基づくかご形回転子及びその個々の部材並びに請求項14の前文に基づくかご形回転子の製造のための方法に関するものである。
The invention relates to a squirrel-cage rotor and its individual components according to the prerequisite technology of
公知のかご形回転子においては、閉鎖された溝を備えたロータ金属板積層体が、溝に埋め込まれた、良好に導電する材料から成る複数のかご形バーを含んでおり、これらかご形バーの端部は、ロータ金属板積層体の端面側を越えて突出しているとともに、コンパクトな短絡環に硬質はんだ付けされている。かご形バーの端部は、短絡環においてねじ込まれたリング溝へ突出しており、この短絡環は、硬質はんだのための土台を形成するとともに、硬質はんだで満たされる。その結果、硬質はんだについての比較的大きな必要量が生じる。ロータ金属板積層体の広がり及び妨害的な振動を阻止するために、端面側において、個別のコンパクトなプレッシャリングがロータ金属板積層体に押し付けられる。さらに、かご形バーのロータ金属板積層体の溝への軸方向の変位を阻止するために、これらかご形バーは、ロータ金属板積層体に機械的に固結されている。 In known squirrel-cage rotors, a rotor metal plate stack with closed grooves comprises a plurality of squirrel bars made of well-conductive material embedded in the grooves. The end portion of the rotor protrudes beyond the end face side of the rotor metal plate laminate, and is hard soldered to a compact short circuit ring. The end of the squirrel-cage bar projects into a ring groove screwed in the short-circuiting ring, which forms a foundation for the hard solder and is filled with the hard solder. The result is a relatively large requirement for hard solder. On the end face side, individual compact pressure rings are pressed against the rotor metal plate stack in order to prevent the rotor metal plate stack from spreading and disturbing vibrations. Furthermore, in order to prevent axial displacement of the cage bars into the grooves of the rotor metal plate stack, these cage bars are mechanically consolidated to the rotor metal plate stack.
特許文献1には、かご形巻線を有するかご形回転子が開示されている。このかご形巻線は、ロータ金属板積層体の閉鎖された溝に配置されつつその端面側を越えて突出する導電性のかご形バーを含んでいる。この突出した端部は、良好に導電する複数の短絡環に導電的に結合されている。これら短絡環は、ロータ金属板に合わせて、良好に導電する材料から成る、溝が形成された金属板積層体で形成されているとともに、端面側のプレッシャ部材が面全体において熱を伝達するようロータ金属板積層体に密接しつつかご形バーを有するその閉鎖された溝内に固結されている。1つの特徴は、短絡環のための導電性の個々の金属板がロータ金属板よりも大きな厚さを有しているものの、その他の点では同様の形状かつ同様の大きさを有していることにある。かご形回転子の製造の際には、複数の短絡環とロータ金属板は、共通にパケット化され、端面側において押し込まれるかご形バーを備えているとともに、その後、共通の積層体の軸方向の押圧下でかご形バーの端部が短絡環に硬質はんだ付けされる。
本発明は、かご形回転子の接合結合部をさらに発展させることを課題としている。 It is an object of the present invention to further develop the joint connection portion of a cage rotor.
本発明は、かご形回転子及びその個々の部材に関しては請求項1,12及び13の特徴により、かご形回転子の製造のための方法に関しては請求項14の特徴により描写される。他の従属請求項は、本発明の好ましい形成及び発展形成に該当するものである。
The invention is depicted by the features of
本発明は、シャフトと、内部に配置されたかご形バーを備えたロータ金属板積層体と、複数の短絡環とを備え、該短絡環の少なくとも一部がディスクパケットで構成されており、該ディスクパケットが積層状に複数の凹部を有する複数のディスクで構成されており、該ディスクを通して前記かご形バーの端部が前記ロータ金属板積層体から通過し、前記短絡環の前記ディスクが、端面側としてのジャケット面から外周にわたって、径方向に内側へ配向された少なくとも1つの面取り部又は段部を備えており、及び隣接する前記ディスクが、その各前記面取り部又は前記段部によって前記ディスクパケットにおいて1つの溝を形成しており、該溝内には、少なくとも部分的に接合結合部が存在する、かご形回転子を含むものである。このかご形回転子は、特に非同期機における使用のために設けられている。 The present invention includes a shaft, a rotor metal plate laminate including a cage bar disposed therein, and a plurality of short-circuit rings, and at least a part of the short-circuit ring is formed of a disk packet, The disk packet is composed of a plurality of disks having a plurality of recesses in a stacked manner, and the end of the cage bar passes from the rotor metal plate laminate through the disk, and the disk of the short-circuit ring At least one chamfered portion or step portion oriented radially inward from the jacket surface as a side to the outer periphery, and the adjacent disk is the disk packet by each of the chamfered portion or stepped portion. 1 includes a squirrel-cage rotor in which at least a part of the joint is present in the groove. This squirrel-cage rotor is provided especially for use in asynchronous machines.
この場合、本発明は、ロータ金属板積層体が、シャフト及び短絡環と共に接合過程後にコンパクトなかご形回転子をもたらすという考察に基づいている。ロータ金属板積層体及び短絡環においては、複数のかご形バーが貫通しており、これらかご形バーは、短絡環の材料に導電的に結合されている。このために、かご形バーはロータ金属板積層体に関して過剰な長さを有しており、この結果、この長さが凹部において短絡環へ突出する。短絡環は、ロータ金属板積層体の両側においてシャフト上に位置決めされている。各短絡環は、それ自体、同一の直径を有する複数の個々のディスクで構成されたディスク積層体から成っている。これらディスク自体は、ディスク面にかご形回転子の組立に必要となるかご形バーほどの多くの凹部を備えている。最初は互いにばらばらに配置されたこれら個々の部材は、コンパクトなかご形回転子へと結合される必要がある。接合結合部の形成のために、ディスクの端面側は、各短絡環のジャケット面を基礎として少なくとも1つの面取り部又は段部を備えている。ディスクの幾何形状を円筒とみなせば、ジャケット面は、端面側の包囲面あるいは周面、すなわち径方向の視点方向において表面の最も外側の範囲である。そして、円筒の底面あるいは上面は、その回転軸に対して垂直な面である。このことは、結果として、ディスク積層体となるよう配置された隣接する複数のディスクが面取り部又は段部によって小さな隙間を溝として備えることを伴う。なお、この隙間に沿って接合結合部が形成され得る。各ディスク間の溝は、各ディスク積層体の周囲の周りで延在している。面取り部及び段部は、好ましい実施形態においては、これらがほぼかご形バーのための凹部まで径方向へ延びるようにディスクにおいて形成されている。このようにして、径方向にかご形バーのレベルまで到達し得る溝が形成される。ディスク積層体における個々のディスクをかご形バーへ結合するために、この溝に沿って個々の部材を機械的かつ電気的に互いに接続する接合結合部が形成される。隣接するディスクの互いに接触するディスク面間には単に1つのみの接合面が存在する。 In this case, the present invention is based on the consideration that the rotor metal plate stack results in a compact squirrel-cage rotor after the joining process together with the shaft and the short circuit ring. In the rotor metal plate laminate and the short-circuit ring, a plurality of squirrel bars are penetrated, and these squirrel bars are conductively coupled to the material of the short-circuit ring. For this reason, the squirrel bar has an excessive length with respect to the rotor metal plate stack, so that this length projects into the short-circuit ring in the recess. The short ring is positioned on the shaft on both sides of the rotor metal plate stack. Each shunt ring itself consists of a disk stack composed of a plurality of individual disks having the same diameter. These disks themselves have as many recesses on the disk surface as a squirrel bar required for assembling a squirrel-cage rotor. Initially, these individual members, which are arranged separately from each other, need to be combined into a compact squirrel-cage rotor. For the formation of the joint connection, the end face side of the disk is provided with at least one chamfered part or step part on the basis of the jacket surface of each short-circuited ring. If the geometrical shape of the disk is regarded as a cylinder, the jacket surface is the outermost range of the surface in the surrounding surface or peripheral surface on the end surface side, that is, in the radial viewpoint direction. The bottom surface or top surface of the cylinder is a surface perpendicular to the rotation axis. As a result, a plurality of adjacent disks arranged so as to form a disk stack includes a small gap as a groove by a chamfered portion or a stepped portion. In addition, a joining joint part can be formed along this clearance gap. A groove between each disk extends around the periphery of each disk stack. The chamfer and step are, in the preferred embodiment, formed in the disc so that they extend radially to the recess for the squirrel-cage bar. In this way, grooves are formed that can reach the level of the cage bar in the radial direction. In order to join the individual disks in the disk stack to the squirrel bar, a joint joint is formed along the groove that connects the individual members together mechanically and electrically. There is only one joining surface between the adjacent disk surfaces of adjacent disks.
これに代えて、金属板積層体から抜き出されるバーは、面取り部又は段部によって形成された溝の範囲において露出し得ない。ディスクにおける複数の凹部は、径方向に見て、すなわち径方向に内側に見て、いくらかディスクの溝の内部に、しかし、バーが溶接時に溶融領域の範囲に位置するよう位置決めされている。したがって、溝の近傍におけるバー範囲は、接合時にレーザビーム又は電子ビームによって生じる溶融物によって環流され、ディスクに導電的に結合される。このとき、ここでも隣接するディスクの互いに接触するディスク面間には単に1つのみの接合面が存在することが本質的である。 Instead, the bar extracted from the metal plate laminate cannot be exposed in the range of the groove formed by the chamfered portion or the stepped portion. The plurality of recesses in the disc are positioned somewhat in the groove of the disc when viewed radially, i.e. inward in the radial direction, but so that the bar is located within the melting region during welding. Thus, the bar area in the vicinity of the groove is circulated by the melt produced by the laser beam or electron beam during bonding and is conductively coupled to the disk. At this time, it is essential that there is only one joining surface between the disk surfaces of the adjacent disks contacting each other.
換言すると:したがって、個々の部材を電気的かつ機械的に互いに接合することができるよう、自由にアクセス可能な開口部が隣接ディスク間でかご形バーのレベルに達するまで径方向に延在している。このようにして、非同期機の動作のための給電ラインのために十分な電気的な接触が形成される。各ディスクに設けられた凹部は、その形状及び大きさにおいてかご形バーに適合されている。そのため、これら凹部は、わずかな隙間をもって位置決めされることが可能である。このとき、短絡環のディスクは、帯材料で平面的に閉鎖される個々の部材として構成されるか、又は開放されたディスクとしてスナップリングと同様に加工され得る。各ディスクにおける複数の凹部は、例えば、放電加工、穴あけ加工又は打抜き加工され得る。各ディスクが、隣接するディスクとの接触面においてわずかであるものの接合結合部に対して好ましい隙間を生じさせる構造を備えることも考えられる。これにより、面取り部又は段部の範囲を越えて径方向へ深く、接合結合部のための他の領域が形成され得る。 In other words: therefore, freely accessible openings extend radially between adjacent disks until the level of a squirrel bar is reached so that the individual members can be joined together electrically and mechanically Yes. In this way, sufficient electrical contact is made for the feed line for operation of the asynchronous machine. The recess provided in each disk is adapted to the squirrel bar in its shape and size. Therefore, these recesses can be positioned with a slight gap. At this time, the disk of the short ring can be configured as an individual member that is planarly closed with a band material or can be processed as an open disk in the same manner as the snap ring. The plurality of recesses in each disk can be subjected to, for example, electric discharge machining, drilling, or punching. It is also conceivable that each disk is provided with a structure that creates a favorable gap with respect to the joint joint, although it is slight at the contact surface with the adjacent disk. As a result, other regions for the joint joint can be formed deeper in the radial direction beyond the range of the chamfered portion or the stepped portion.
特別な利点は、狭く画成されているものの十分な溝の範囲における接合範囲により、部材全体の十分な機械的強度を有している点にある。同様に、かご形バーの短絡環との満足のいく電気的な結合も生じる。また、高い温度において進行する接合手法においては、他の部材及び特にロータ金属板積層体を熱的に損傷させることなく、2つのディスク間の接合隙間においてのみ局所的な加熱が生じる。短絡環に使用される合金は、多くの場合その良好な導電性により十分な伝熱性も有している。これにより、接合時に加えられる熱エネルギーが熱伝播により迅速に除去される。これにより、外周の範囲において個々のディスクが接合されるとともに互いに強く結合される。接合手法に応じて、最終的に接合隙間を規定する面取り部又は段部の形状及び形成に対して注意深く扱われる。面取り部自体は、各ディスクにおいて、例えば、接合された状態で隣接するディスクと共にV字状の溝を形成する平坦な面であり得る。他の側においては、面取り部が放物線状の形状を有し、そのため接合された状態においてU字状の溝が生じるようにすることも考えられる。接合手法に応じて、このように幾何形状的に合理的な接合結合部を得ることができる。 A special advantage lies in having a sufficient mechanical strength of the whole member due to the joint area in the area of a sufficient groove, although narrowly defined. Similarly, satisfactory electrical coupling with the shorting ring of the squirrel bar occurs. Further, in the joining method that proceeds at a high temperature, local heating occurs only in the joining gap between the two disks without thermally damaging other members and particularly the rotor metal plate laminate. Alloys used in shorting rings often have sufficient heat transfer due to their good electrical conductivity. Thereby, the thermal energy applied at the time of joining is removed rapidly by heat propagation. As a result, the individual disks are joined and strongly joined to each other in the outer peripheral range. Depending on the joining technique, careful attention is paid to the shape and formation of the chamfer or step that ultimately defines the joint gap. The chamfered portion itself may be, for example, a flat surface that forms a V-shaped groove with the adjacent disks in a joined state in each disk. On the other side, it is also conceivable that the chamfered part has a parabolic shape so that a U-shaped groove is produced in the joined state. Depending on the joining technique, a geometrically reasonable joined joint can thus be obtained.
本発明の好ましい実施形態においては、バーの端部が、前記短絡環の前記ディスク積層体に導電的に接合され得る。通常は、短絡環におけるバーの端部の単なる接合により、不十分な電気的な接続がもたらされる。所望の導電的な接続は、個々のディスクの材料が一時的かつ局所的に溶融され、隣接するディスクが接合隙間に沿ってバーの端部の材料に結合されることで達成される。他の側においては、導電的な接続が、溝状の範囲に設けられる例えば硬質はんだである追加的な材料によって形成されることも考えられる。このような接合結合部においては、通常、面取り部又は段部により形成された溝がいくらかより深く達し、その結果、接合時にはんだ材料がかご形バーの表面にも達する。この場合、面取り部又は段部によって形成された溝が、かご形バーの全周がはんだによって環流され得るまで、径方向に深くまで達する。場合によっては、短絡バーのための複数の凹部がバー自体の直径よりもいくらか大きく構成されており、この結果、はんだが残った隙間を通って軸方向に侵入することが可能となっている。したがって、かご形バーと短絡環の間の特に良好な電気的な接続が形成される。 In a preferred embodiment of the present invention, the end of the bar may be conductively joined to the disk stack of the short ring. Usually, mere joining of the ends of the bars in the short circuit ring results in poor electrical connection. The desired conductive connection is achieved by the material of the individual disks being temporarily and locally melted and the adjacent disks being joined to the material at the end of the bar along the joint gap. On the other side, it is also conceivable that the conductive connection is formed by an additional material, for example a hard solder, provided in the groove-like area. In such a joint connection part, the groove formed by the chamfered part or the step part usually reaches some depth, and as a result, the solder material reaches the surface of the squirrel bar at the time of joining. In this case, the groove formed by the chamfered portion or step portion reaches deep in the radial direction until the entire circumference of the squirrel bar can be circulated by the solder. In some cases, the plurality of recesses for the shorting bar are configured to be somewhat larger than the diameter of the bar itself, so that the solder can penetrate axially through the remaining gap. A particularly good electrical connection is thus formed between the squirrel bar and the short ring.
好ましくは、前記接合結合部が周囲にわたって延在している。これにより、機械的かつ導電的な結合が十分に形成される。周囲において、すなわち溝に沿って貫通して延在する接合結合部は、いくつかの接合手法の工程進行時においても好ましい。 Preferably, the joint joint extends over the periphery. This sufficiently forms a mechanical and conductive bond. Bonding joints extending around the periphery, i.e. along the grooves, are also preferred during the progress of several bonding techniques.
本発明の好ましい実施形態においては、前記接合結合が溶接結合又ははんだ付け結合であり得る。このとき、レーザビーム溶接又は電子ビーム溶接が好ましい。特に全周にわたって延在する接合結合部に対しては、このような溶接結合又ははんだ結合が特に適している。このとき生じる溶接ビードは、ディスク間に存在する溝の内部において生じ、この溝を場合によってはディスク端面まで完全に満たすことが可能である。特に追加的なはんだ材料の採用時には、溝がはんだ結合によって完全に構築される。両接合タイプは、機械的な強度に関連して良好な導電性を生じさせるものである。 In a preferred embodiment of the present invention, the joint connection may be a weld connection or a solder connection. At this time, laser beam welding or electron beam welding is preferable. Such welded or soldered joints are particularly suitable for joint joints extending over the entire circumference. The weld bead generated at this time is generated inside a groove existing between the disks, and in some cases, the groove can be completely filled up to the end face of the disk. In particular when employing additional solder material, the groove is completely constructed by solder bonding. Both joint types produce good electrical conductivity in relation to mechanical strength.
本発明の好ましい実施形態においては、前記ディスクが2〜10mm、好ましくは3〜6mmの厚さを有することができる。このあらかじめ設定されたディスク厚さにより、約3〜5枚のディスクによってあらかじめ1つの完全な短絡環を組み立てることが可能である。これにより、接合結合部の数が対応して少なくなり、この結果、短絡環の経済的な製造が可能となる。ディスクの厚さ自体は、打抜き加工又はそのほかの分離手法により例えば帯材料から個々の部材を製作することが可能であるように選択されている。特に3〜6mmの好ましい厚さにおいては、帯材料を基礎とする経済的な製造が保証されている。他方の側面においては、わずかなディスクによって完全な短絡環を組み立てることができるよう、ディスクの厚さができる限り大きく選択されるべきである。 In a preferred embodiment of the invention, the disc can have a thickness of 2 to 10 mm, preferably 3 to 6 mm. With this preset disc thickness, it is possible to assemble one complete short ring in advance with about 3 to 5 discs. This correspondingly reduces the number of junctions and, as a result, makes it possible to economically manufacture the short-circuit ring. The thickness of the disc itself is selected such that it is possible to produce individual members, for example from strip material, by stamping or other separation techniques. In particular, at a preferred thickness of 3 to 6 mm, an economical production based on a strip material is guaranteed. On the other side, the disc thickness should be chosen as large as possible so that a complete short ring can be assembled with few discs.
好ましくは、前記ディスクは、鋼合金又は銅合金、特にCu−Cr−Zr合金、Cu−Ag合金又はAl合金で構成されることができる。各合金選択は、十分な強度に関連したできる限り良好な導電性の精確に計量した割合に基づいている。好ましい選択において挙げられた2つの合金は、これらの要件を満たすものである。合金タイプの選択における他の観点は、腐食作用に対するできる限り小さなぜい弱性でもある。 Preferably, the disk may be composed of a steel alloy or a copper alloy, in particular a Cu—Cr—Zr alloy, a Cu—Ag alloy or an Al alloy. Each alloy selection is based on a precisely metered proportion of the best possible conductivity associated with sufficient strength. The two alloys listed in the preferred selection meet these requirements. Another aspect in the choice of alloy type is also the smallest possible vulnerability to corrosion effects.
本発明の好ましい実施形態においては、前記ディスクが、外周において、互いに対称に位置する2つの面取り部又は段部を備えることが可能である。互いに対称に位置する面取り部又は段部は、複数のディスクが接合された状態においても同様に接合プロセスのために対称に形成された溝を生じさせる。溝の形状及び溝の大きさは、最終的にはディスクにおける面取り部又は段部の形状によって規定される。これにより、接合プロセスにおいて、互いに接触するディスクの均等な結合が実現される。 In a preferred embodiment of the present invention, the disk can include two chamfered portions or step portions that are symmetrically positioned on the outer periphery. The chamfered or stepped portions located symmetrically with each other generate grooves formed symmetrically for the joining process in the same manner even when a plurality of disks are joined. The shape of the groove and the size of the groove are ultimately defined by the shape of the chamfered portion or stepped portion of the disk. This achieves an even coupling of the disks in contact with each other in the joining process.
本発明の好ましい実施形態においては、前記かご形バーが中心へ向かって径方向に付勢されることができる。動作時においては、かご形回転子の迅速な回転によって径方向の遠心力が生じ、この遠心力により材料が大きく負荷を受ける。中心に向かって径方向へ付勢されたかご形バーがこの遠心力を妨害し、この結果、特に短絡環の範囲において材料負荷が大きく低下する。これにより、まずは良好な導電性について最適化されるこの材料も短絡環の形成のために使用され得る。 In a preferred embodiment of the present invention, the squirrel bar can be urged radially toward the center. In operation, a rapid centrifugal rotation of the squirrel-cage rotor generates a radial centrifugal force, and the centrifugal force exerts a large load on the material. A squirrel-cage bar urged radially toward the center prevents this centrifugal force, resulting in a significant reduction in material load, particularly in the area of the short-circuited ring. This material, which is first optimized for good electrical conductivity, can also be used for the formation of a short-circuited ring.
好ましくは、前記短絡環が少なくとも部分的にケーシングによって包囲されることができる。各短絡環におけるケーシングの使用の際には、短絡環のサイズを対応して適合させる必要がある。通常は、ケーシングは短絡環によって容積を満たすようになっている。そして、ケーシングの外部輪郭は、通常、金属積層体の外部輪郭と面一ともなっている。特に、ケーシングは、短絡環の合金に対する腐食作用を防止する役割を果たす。 Preferably, the short ring can be at least partially surrounded by a casing. When using the casing in each short ring, it is necessary to adapt the size of the short ring accordingly. Usually, the casing is filled with a short ring. The outer contour of the casing is usually flush with the outer contour of the metal laminate. In particular, the casing serves to prevent the corrosive action on the alloy of the short circuit ring.
本発明の好ましい実施形態は、前記短絡環の範囲の周りに、前記ケーシングとしてプレッシャリングが配置されることができる。これにより、純然たる腐食防止のために追加的な特性が使用される。短絡環の周囲の周りに係合するプレッシャリングは、かご形回転子の使用時に生じる径方向の力を相殺するものである。プレッシャリングの機械的に好ましい特性のほかに、このプレッシャリングは、当該プレッシャリングが短絡環の導電性への寄与に供されるようにも形成され得る。適切な材料選択は、プレッシャリングをまず引張強さに関して最適化するため、及び第2には十分な導電性を維持するためのものである。これにより、ディスク及びプレッシャリングも全く異なる合金で個々に構成され得る。これら合金は、引張強さのため及び導電性のために最適化されている。 In a preferred embodiment of the present invention, a pressure ring may be disposed as the casing around a range of the short-circuit ring. This uses additional properties to prevent pure corrosion. The pressure ring that engages around the circumference of the short ring cancels the radial force that occurs when the cage rotor is used. In addition to the mechanically favorable properties of pressure ring, this pressure ring can also be formed so that the pressure ring contributes to the conductivity of the short circuit ring. A suitable material choice is to optimize the pressure ring first with respect to tensile strength and secondly to maintain sufficient electrical conductivity. As a result, the disc and the pressure ring can also be made of completely different alloys. These alloys are optimized for tensile strength and conductivity.
さらに、好ましくは、前記ケーシングとして閉鎖カバーが端面側に配置され得る。ケーシングカバーは、当該ケーシングカバーによってシャフト上に配置された金属板積層体の軸方向の付勢及び各ディスクが調整されるようにも構成され得る。この付勢は、個々のディスクの接合プロセスにおいてコンパクトな構造を得るための役割を担うものである。そのほか、閉鎖カバーは、ここでもある程度の腐食保護を示すことが可能である。閉鎖カバーは、末端にあるディスクでもあることができ、このディスクにおいては、凹部がある程度の深さまでのみディスク内に達するとともに切れ目を有さない。したがって、ディスク側は、かご形バーの外側の端部がそれ自体に収容されるのに適している。これに対して、他のディスク側は1つの平坦な平面であり、この平面は、短絡環を端面側において閉鎖するものである。この種の閉鎖カバーは、各端面においても冷却フィンを有することが可能である。 Furthermore, it is preferable that a closing cover as the casing be disposed on the end face side. The casing cover can also be configured so that the axial bias of the metal plate stack disposed on the shaft and the respective disks are adjusted by the casing cover. This energization plays a role in obtaining a compact structure in the joining process of the individual disks. In addition, the closure cover can again exhibit some degree of corrosion protection. The closure cover can also be a disc at the end, in which the recess only reaches a certain depth into the disc and has no cuts. Thus, the disc side is suitable for accommodating the outer end of the squirrel bar in itself. On the other hand, the other disk side is one flat plane, which closes the short-circuit ring on the end face side. This type of closure cover can also have cooling fins at each end face.
本発明の他の観点は、本発明によるかご形回転子の短絡環のためのディスクを含むものであり、このディスクにおいては、端面側が外周にわたって少なくとも1つの面取り部又は段部を備えており、該面取り部又は段部が、かご形バーのバー端部を配置可能な凹部の範囲へ径方向へ延在している。さらに、本発明は、本発明に基づく複数のディスクで構成された、かご形回転子の短絡環を含むものでもある。ここで、ディスクは、積層状に1つのディスク積層体に結束されるとともに機械的又は素材結合的に事前に結合され得る。結合は、例えばインターロック又はレーザ溶接により行われる。これにより、コンパクトな短絡環が得られ、この短絡環は、個別の部材として役割を果たすとともに、特に良好に全体システムにまとめられることが可能である。 Another aspect of the present invention includes a disk for a short-circuit ring of a squirrel-cage rotor according to the present invention. In this disk, the end surface side includes at least one chamfered portion or a stepped portion over the outer periphery. The chamfered portion or stepped portion extends in the radial direction to the range of the concave portion where the bar end portion of the squirrel bar can be disposed. Furthermore, the present invention also includes a short-circuited ring of a squirrel-cage rotor composed of a plurality of disks according to the present invention. Here, the disks can be bundled into a single disk stack and stacked in advance in a mechanical or material combination. The coupling is performed, for example, by interlock or laser welding. As a result, a compact short circuit ring is obtained, and this short circuit ring serves as an individual member and can be particularly well integrated into the overall system.
本発明の他の観点は本発明によるかご形回転子の製造のための方法を含むものであり、
−ロータ金属板積層体がシャフト上に配置され、
−前記シャフト上に複数の短絡環が配置され、該短絡環が、複数の凹部を有する、外周の周りで面取りされたディスクから積層状に1つのディスク積層体へ結束され、前記かご形バーの前記端部が前記ロータ金属板積層体から前記凹部を通って通過することができ、
−前記ロータ金属板積層体の内部及び前記ディスクの前記凹部に前記かご形バーが配置され、
−前記面取り部又は前記段部の範囲における外周の周りに接合結合部が形成される。
Another aspect of the present invention includes a method for the manufacture of a cage rotor according to the present invention,
The rotor metal plate laminate is disposed on the shaft;
A plurality of short-circuit rings are arranged on the shaft, the short-circuit rings being bundled from a disk chamfered around an outer periphery and having a plurality of recesses into a single disk stack, The end portion can pass from the rotor metal plate laminate through the recess,
-The cage bar is disposed inside the rotor metal plate laminate and in the recess of the disk;
-Joined joints are formed around the periphery in the area of the chamfer or step.
本発明の好ましい実施形態においては、前記接合結合部の形成前に、前記ディスク積層体及び前記ロータ金属板積層体がねじられることができる。積層体全体のねじりにより、かご形バーが通常の位置からシャフトに平行に所定の角度だけネジが緩められる。これについて、回動を可能とするために、通常は、金属板積層体及びディスク積層体においていくらか大きい凹部を形成することが必要である。これにつづく接合結合により、構造全体が安定化される。また、金属板積層体及びディスク積層体における凹部を各ディスク主面に対して垂直にのみならず事前にあるねじり角度をもって形成することも考えられる。これにより、切れ目がねじり角度に適合され、これにより積層体のわずかなねじりが可能であるか、又はあらかじめ設定されている。 In a preferred embodiment of the present invention, the disk laminate and the rotor metal plate laminate can be twisted before the joint joint is formed. By twisting the entire stack, the squirrel bar is unscrewed by a predetermined angle parallel to the shaft from its normal position. In this regard, it is usually necessary to form somewhat larger recesses in the metal plate stack and the disk stack in order to allow rotation. Subsequent joint bonding stabilizes the entire structure. It is also conceivable to form the recesses in the metal plate laminate and the disc laminate not only perpendicularly to each disk main surface but also with a certain twist angle. Thereby, the cut is adapted to the twist angle, which allows a slight twist of the laminate or is preset.
本発明の実施例は、概略的な図面に基づいて詳細に説明される。 Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the schematic drawings.
互いに対応する部材には、全ての図において同様の符号が付されている。 The members corresponding to each other are denoted by the same reference numerals in all the drawings.
図1には、かご形回転子1の側面図が概略的に示されている。この状態において、ロータ金属板積層体3は、シャフト2上に位置決めされているとともに、当該ロータ金属板積層体3を端面側で閉鎖する2つの短絡環5と組み合わされている。金属板積層体3及び短絡環5の内部には、複数のかご形バー4が配置されている。このかご形バー4のバー端部41は、短絡環5の凹部51へ突出しているとともに、ディスク積層体7の最後のディスク6と面一に終わっている。この場合、ディスク積層体7は、その端面側61においてジャケット面64からの面取り部62,63を備えた3つのディスク6で構成されている。2つの隣接するディスク6の両面取り部62,63間に形成された溝71は、短絡環5の接合隙間としての役割を担うものである。この場合、第1の面取り部62及び隣接する第2の面取り部63は平坦かつ対称に形成されており、そのため、2つのディスク6間にV字状の溝が生じている。このV字状の溝は径方向に見て凹部51まで達しており、この凹部にはかご形バー4が収容されている。ディスク6の各底面あるいは上面は、互いに面一に配置されている。接合隙間において、図1では例えば溶接又ははんだ付けによる接合結合がまだなされていない。
FIG. 1 schematically shows a side view of the
図2には、短絡環の範囲Aにおける図1に基づく詳細断面図が示されている。この場合、放物線状の面取り部62,63によって形成された溝71が形成されている。この場合にも、溝71は、かご形バー4のための凹部51の深さまで達している。金属板積層体3は、端面側61と面一に、及びこれにより各ディスク6のジャケット面64と面一に終わっている。特に、レーザ接合においては、このような溝形状が特に有利である。この溝形状は、最終的には、最終的に接合結合が形成されるべき、かご形バー4の範囲における深さまでのレーザビームのガイドをサポートするものである。したがって、図1及び図2において示された、それぞれ面取りされたディスク6の基礎部における溝深さは、まず第1に、レーザビーム接合に適するものである。加えて、貫通しない凹部がかご形バー4の最も外側の端部41を収容しないことにより、末端にあるディスク6は、閉鎖カバー81として構成されている。この詳細断面図にも、まだ接合結合は示されていない。
FIG. 2 shows a detailed sectional view based on FIG. In this case, a
図3には複数の短絡環のAの他の詳細図が示されており、これら短絡環は、接合手法として特に硬質はんだ付け又は溶接によって結合される。この場合、バー4は、第1の面取り部62及び第2の面取り部63によって形成された溝71の範囲へ当該バー4が部分的にまだ露出するよう金属板積層体3から抜き出される。したがって、複数の凹部51は、まだ、面取りされたディスクの範囲に位置決めされている。溝における露出したバー範囲は、つづく接合時に、硬質はんだ又はレーザビーム若しくは電子ビームによって生成される溶融物によって環流され、ディスク6と導電的に結合される。
FIG. 3 shows another detailed view of a plurality A of short-circuit rings, which are connected by a particularly hard soldering or welding as a joining technique. In this case, the bar 4 is extracted from the
図4には複数の短絡環のAの他の詳細図が示されており、これら短絡環は、接合手法として特に溶接によって結合される。この場合、バー4は、段部66によって形成された溝71の範囲において当該バーがもはや露出しないよう金属板積層体3から抜き出される。したがって、凹部51は、ディスクの段部のいくらか内方に位置決めされているとともに、それにもかかわらず溶融領域の範囲に位置している。溝の近傍におけるバー範囲は、つづく接合時に、レーザビーム又は電子ビームによって生成された溶融物によってそれでも環流され、ディスク6と導電的に結合される。このとき生じる溶融浴は、図4にはまだ示されていない。
FIG. 4 shows another detailed view of A of a plurality of short-circuit rings, which are connected by welding, in particular as a joining technique. In this case, the bar 4 is extracted from the
1 かご形回転子
2 シャフト
3 ロータ金属板積層体
4 かご形バー
41 バー端部
5 短絡環
51 凹部
6 ディスク
61 端面側
62 第1の面取り部
63 第2の面取り部
64 ジャケット面
65 底面あるいは上面
66 段部
7 ディスク積層体
71 溝
8 ケーシング
81 閉鎖カバー
A 詳細図部分
DESCRIPTION OF
Claims (15)
−前記短絡環(5)の前記ディスク(6)が、端面側(61)としてのジャケット面(64)から外周にわたって、径方向に内側へ配向された少なくとも1つの面取り部(62,63)又は段部(66)を備えていること、及び
−隣接する前記ディスク(6)が、その各前記面取り部(62,63)又は前記段部(66)によって前記ディスク積層体(7)において1つの溝(71)を形成しており、該溝内には、少なくとも部分的に接合結合部が存在すること
を特徴とするかご形回転子(1)。 A rotor metal plate laminate (3) including a shaft (2), a cage bar (4) disposed therein, and a plurality of short-circuit rings (5), wherein at least one of the short-circuit rings (5) The disc stack (7) is composed of a plurality of discs (6) having a plurality of recesses (51) in a stacked manner, and the cage bar ( 4) the end of 4) passes from the rotor metal plate laminate (3), in a squirrel-cage rotor especially for asynchronous machines,
The at least one chamfer (62, 63) in which the disk (6) of the short-circuit ring (5) is oriented radially inward from the jacket surface (64) as the end face side (61) to the outer periphery; Comprising a step (66); and-adjacent discs (6) are arranged in the disk stack (7) by their chamfers (62, 63) or by the step (66). A squirrel-cage rotor (1), characterized in that a groove (71) is formed, and at least partly a bonding joint exists in the groove.
前記端面側(61)が外周にわたって少なくとも1つの面取り部(62,63)又は段部(66)を備えており、該面取り部又は段部が、前記かご形バー(4)の前記バー端部(41)を配置可能な凹部(51)の範囲へ径方向へ延在していることを特徴とするディスク。 A disk for a short-circuit ring (5) of a squirrel-cage rotor (1) according to any one of claims 1 to 11,
The end surface side (61) includes at least one chamfered portion (62, 63) or stepped portion (66) over the outer periphery, and the chamfered portion or stepped portion is the bar end portion of the cage bar (4). A disk characterized in that it extends in the radial direction to the extent of a recess (51) in which (41) can be placed.
−前記ロータ金属板積層体(3)がシャフト(2)上に配置されること、
−前記シャフト(2)上に複数の短絡環(5)が配置され、該短絡環が、複数の凹部(51)を有する、外周の周りで面取りされたディスク(6)から積層状に1つのディスク積層体(7)へ結束され、前記かご形バー(4)の前記端部が前記ロータ金属板積層体(3)から前記凹部を通って通過し得ること、
−前記ロータ金属板積層体(3)の内部及び前記ディスク(6)の前記凹部(51)に前記かご形バー(4)が配置されること、
−前記面取り部又は前記段部の範囲における外周の周りに接合結合部が形成されること
を特徴とする方法。 In the method for manufacture of the cage rotor (1) according to any one of claims 1 to 11,
The rotor metal plate laminate (3) is arranged on the shaft (2);
A plurality of short-circuit rings (5) are arranged on the shaft (2), the short-circuit rings comprising a plurality of recesses (51), one in a stack from a disk (6) chamfered around the outer periphery; Bound to the disk stack (7), the end of the squirrel-shaped bar (4) can pass from the rotor metal plate stack (3) through the recess,
-The cage bar (4) is arranged in the rotor metal plate laminate (3) and in the recess (51) of the disk (6);
A method is characterized in that a joint joint is formed around the periphery in the area of the chamfer or step.
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